หน้าแรก

สื่อการเรียนการสอน

เรื่อง   กรด-เบส

จัดทำโดย

นักเรียนมัธยมศึกษาปีที่ 6

เสนอ

อาจารย์พิมล  กลิ่นขจร

โรงเรียนบางปะกอกวิทยาคม

กรด-เบส (สารละลายอิเล็กโทรไลต์และนอนอิเล็กโทรไลต์)

1.สารละลายอิเล็กโทรไลต์และนอนอิเล็กโทรไลต์

 สารละลายอิเล็กโทรไลต์ (Electrolyte) คือสารที่ละลายในตัวทำละลายแล้วแตกตัวเป็นไอออนได้   ทำให้สามา รถนำไฟฟ้าได้   แบ่งเป็น
1.     อิเล็กโทรไลต์แก่  -   สารที่ละลายในตัวทำละลายแล้วแตกตัวเป็นไอออนได้ดีมาก หรือ แตกตัวได้หมด  ทำให้มีสภาพนำไฟฟ้าได้ดีมาก   เช่น   NaCl ,  KNO3 ,  Ca(OH)2  เป็นต้น
2.     อิเล็กโทรไลต์อ่อน  -   สารที่ละลายในตัวทำละลายแล้วแตกตัวเป็นไอออนได้บางส่วนหรือแตกตัวได้น้อย  ทำให้นำไฟฟ้าได้น้อย    เช่น    HF ,  HCN   เป็นต้น
*     ความแรงของกรด – เบส
เบสแก่    คือ   เบสที่แตกตัวเป็นไอออนได้มาก  100%   นำไฟฟ้าได้ดีมาก   เรียกอีกอย่างว่า   อิเล็กโทรไลต์แก่   เช่น  เบสหมู่  1 ทุกตัว
กรดแก่    คือ   กรดที่แตกตัวเป็นไอออนได้มาก  100%  นำไฟฟ้าได้ดีมาก   เรียกอีกอย่างว่า  อิเล็กโทรไลต์แก่   เช่น    กรด  Hydro ,  กรด  Oxy
เบสอ่อน    คือ   เบสที่แตกตัวเป็นไอออนได้น้อย      นำไฟฟ้าได้น้อย     เรียกอีกอย่างว่า    อิเล็กโทรไลต์อ่อน
เช่น   Na4OH                                                  
 กรดอ่อน   คือ   กรดที่แตกตัวเป็นไอออนได้น้อย     นำไฟฟ้าได้น้อย     เรียกอีกอย่างว่า    อิเล็กโทรไลต์อ่อน  เช่น    HCN ,  HF                                                                                 
*     ปัจจัยที่มีผลต่อการแตกตัวของ กรด -  เบส
1.   ชนิดของกรด -  เบส    กรดแก่ -  เบสแก่  แตกตัวได้  100%   ส่วนกรดอ่อน -  เบสอ่อน  แตกตัวได้น้อย
2.   อุณหภูมิ    อุณหภูมิยิ่งสูง   จะละลายน้ำได้ดีขึ้น  แตกตัวมากขึ้น
3.   ความเข้มข้น    กรดเบสเจือจางแตกตัวได้ดีกว่า  กรดเบสเข้มข้น   เช่น   การเติมน้ำกลั่นใน  battery รถก็เพื่อทำให้สารละลายเจือจางลง  ซึ่งจะทำให้แตกตัวได้ดีขึ้น   และ  นำไฟฟ้าได้ดีขึ้น

กรด-เบส (สารละลายกรดและสารละลายเบส)

2.สารละลายกรดและสารละลายเบส

   2.1ไอออนในสารละลายกรด
ในสารละลายกรดทุกชนิด จะมีไอออนที่เหมือนกันอยู่ส่วนหนึ่งคือ H⁺ หรือ เมื่อรวมกับน้ำได้เป็น H₃O⁺ (ไฮโดรเนียมไอออน) ทำให้กรดมีสมบัติเหมือนกัน ตัวอย่างเช่น สารละลายกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ซึ่งเกิดจากกรด HCl ละลายในน้ำ โมเลกุลของ HCl และ น้ำต่างก็เป็นโมเลกุลโคเวเลนต์มีขั้ว ทำให้เกิดแรงดึงดูดระหว่างขั้วของ HCl และน้ำ โดยที่โปรตอน (H) ของ HCl ถูกดึงดูดโดยโมเลกุลของน้ำเกิดเป็นไฮโดรเนียมไอออน (H⁺ + H₂O --> H₃O⁺) ในบางครั้งเขียนแทน H₃O⁺ ด้วย H⁺ โดยเป็นที่เข้าใจว่า H⁺ นั้นจะอยู่รวมกับโมเลกุลของน้ำในรูป H₃O⁺ เสมอ

      2.2ไอออนในสารละลายเบส
ในสารละลายเบสทุกชนิดจะมีไอออนที่เหมือนกันอยู่คือ ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH^-) ซึ่งทำให้เบสมีสมบัติเหมือนกัน และมีสมบัติต่างไปจากกรด

3.ทฤษฎีกรด-เบส

ทฤษฎีกรด -  เบสอาร์เรเนียส (Arrhenius)  กล่าวว่า  กรด  คือสารที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวให้  H   หรือ  H3O    ส่วนเบส   คือสารที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวให้  OH

*     ทฤษฎีกรด -  เบส  เบรินสเตด-ลาวรี  (Bronsted-Lowry)   กล่าวว่า   กรด  คือสารที่ให้โปรตอนแก่ สารอื่น   ส่วนเบส   คือ  สารที่รับโปรตอนจากสารอื่น

(Thomas Martin Lowry )

(Bronsted, Johannes Nicolaus )

*     ทฤษฏีกรด -  เบส  เรวิส  (Lewis)  กล่าวว่า   กรด  คือ  สารที่รับอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว จากสารอื่น    ส่วน  เบสคือ  สารที่ให้อิเล็กตรอนคู่โดด เดี่ยวแก่สารอื่น 

กรด-เบส (สารละลายกรด-เบส)

สารละลายกรด - เบส
สมบัติของสารละลายกรด - เบส     สารละลายกรด (Acid) หมายถึง สารประกอบที่มีธาตุไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบ เมื่อละลายน้ำสามารถแตกตัวให้ไฮโดรเจนไอออน (H⁺)
     สารละลายเบส (Base) หมายถึง สารประกอบที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวให้ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH^-)

สมบัติของสารละลายกรด
     สารละลายกรดมีสมบัติทั่วไป ดังนี้
     1.  กรดทุกชนิดจะมีรสเปรี้ยว กรดชนิดใดมีรสเปรี้ยวมากแสดงว่ามีความเป็นกรดมาก เช่น กรดแอซีติกที่เข้มข้นมากจะมีรสเปรี้ยวจัด เมื่อนำมาทำน้ำส้มสายชูจะใช้กรดแอซีติกที่มีความเข้มข้นเพียง 5% โดยมวลต่อปริมาตร (กรดแอซีติก 5 กรัม ละลายในน้ำ 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร) เพื่อให้มีรสเปรี้ยวน้อยพอเหมาะกับการปรุงอาหาร
     2.  เปลี่ยนสีของกระดาษลิตมัสจากสีน้ำเงินเป็นสีแดง สำหรับกระดาษลิตมัสเป็นอิน ดิเคเตอร์ชนิดหนึ่งที่ใช้ทดสอบความเป็นกรดเป็นเบส
     3.  กรดทำปฏิกิริกับโลหะบางชนิด เช่น ทองแดง สังกะสี แมกนีเซียม ดีบุก และอลูมิเนียม ได้แก๊สไฮโดรเจน (H₂) เมื่อนำแผ่นสังกะสีจุ่มลงไปในสารละลายกรดเกลือ จะเกิดปฏิกิริยาเคมีได้ฟองแก๊สไฮโดรเจนผุดขึ้นมาจากสารละลายกรดอย่างต่อ เนื่อง ซึ่งจะสังเกตเห็นได้ง่าย และเนื่องจากแก๊สไฮโดรเจนเป็นแก๊สที่เบากว่าอากาศ จึงมีผู้นำปฏิกิริยาดังกล่าวมาใช้เตรียมแก๊สไฮโดรเจน
     นอกจากนี้กรดจะทำปฏิกิริยากับโลหะบางชนิด เช่น ทองคำ ทองคำขาว เงิน ปรอท ได้ช้ามากหรืออาจไม่เกิดปฏิกิริยา

     4.  กรดทำปฏิกิริยากับเบสได้เกลือและน้ำ เช่น กรดเกลือทำปฏิกิริยากับโซเดียมไฮดรอกไซด์ซึ่งเป็นเบส ได้เกลือโซเดียมคลอไรด์หรือเกลือแกง ทำปฏิกิริยารหว่างกรดและเบสที่พอดีจะเรียกว่า ปฏิกิริยาสะเทิน

     5.  กรดสามารถเกิดปฏิกิริยากับหินปูนซึ่งเป็นสารประกอบแคลเซียมคาร์บอเนต ทำให้เกิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ โดยเราสามารถทดสอบแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นผ่านแก๊สเข้าไปในน้ำปูนใส (สารละลายของแคลเซียมไฮดรอกไซด์ในน้ำ) ซึ่งจะทำให้น้ำปูนใสขุ่นทันที เนื่องจากแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ในน้ำปูน ใสได้แคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งเป็นสารที่ไม่ละลายน้ำ

     6.  สารละลายกรดทุกชนิดนำไฟฟ้าได้ดี เพราะกรดสามารถแตกตัวให้ไฮโดรเจนไอออน (H⁺)
     7.  กรดทุกชนิดมีค่า pH น้อยกว่า 7
     8.  กรดมีฤทธิ์กัดกร่อนสารต่าง ๆ ได้ โดยเฉพาะเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต ถ้ากรดถูกผิวหนังจะทำให้ผิวหนังไหม้ ปวดแสบปวดร้อน หากกรดถูกเส้นใยของเสื้อผ้า เส้นใยจะถูกกัดกร่อนให้ไหม้ได้ นอกจากนี้กรดยังทำลายเนื้อไม้ กระดาษ และพลาสติกบางชนิดได้ด้วย

กรด-เบส (สมบัติของสารละลายเบส)

สมบัติของสารละลายเบส     สารละลายเบสมีสมบัติทั่วไป ดังนี้
     1.  เปลี่ยนสีของกระดาษลิตมัสจากสีแดงเป็นสีน้ำเงิน
     2.  เบสทำปฏิกิริยากับกรดจะได้เกลือและน้ำ ตัวอย่างเช่น สารละลายโซดาไฟ (โซเดียมไฮดรอกไซด์) ทำปฏิกิริยากับกรดเกลือ (กรดไฮโดรคลอริก) จะได้เกลือโซเดียมคลอไรด์ นอกจากนี้สารละลายโซดาไฟสามารถทำปฎิกิริยากับกรดไขมันได้เกลือโซเดียมของกรด ไขมัน หรือที่เราเรียกว่า สบู่ (Soap)
     3.  เบสทำปฏิกิริยากับสารละลายแอมโมเนียมไนเดรตได้แก๊สแอมโมเนีย ซึ่งเรานำมาใช้ ดมเมื่อเป็นลม
     4.  เบสทุกชนิดมีค่า pH มากกว่า 7 สามารถกัดกร่อนโลหะอลูมิเนียม และสังกะสี ทำให้มีฟองแก๊สเกิดขึ้น

กรด-เบส (อินดิเคเตอร์สำหรับกรด – เบส)

8.อินดิเคเตอร์สำหรับกรด – เบส

ในชีอินดิเคเตอร์  คือ สารที่ใช้บอกความเป็นกรด-เบส ของสารละลายได้อย่างหนึ่ง สารประกอบที่เปลี่ยนสีได้ที่ pH  เฉพาะตัว จะถูกนำมาใช้เป็นอินดิเคเตอร์ได้  เช่น ฟีนอล์ฟทาลีน จะไม่มีสีเมื่ออยู่ในสารละลายกรด และจะเปลี่ยนเป็นสีชมพู เมื่ออยู่ในสารละลายเบสที่มี  pH  8.3

การเปลี่ยนสีของอินดิเค เตอร์

  HIn   เป็นสัญลักษณ์ของอินดิเคเตอร์ที่อยู่ในรูปกรด (Acid form)
  In^-    เป็นสัญลักษณ์ของอินดิเคเตอร์ที่อยู่ในรูปเบส (Basic form)
 รูปกรดและรูปเบสมีภาวะสมดุล เขียนแสดงได้ด้วยสมการ ดังนี้

     HIn (aq)   +  H₂O (l)  <-------->  H₃O⁺ (aq)   +  In^- (aq)
   ไม่มีสี * (รูปกรด)                                      สีชมพู* (รูปเบส)       ;  (*  = กรณีเป็นฟีนอล์ฟทาลีน)

กรด-เบส (ปฏิกิริยาของกรดและเบส)

9.ปฏิกิริยาของกรดและเบส

    9.1ปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบส

จากทฤษฎีกรด-เบสของเบรินสเตตและลาวรี  กรดคือสารที่ให้โปรตอน และเบสคือ สารที่รับโปรตอน เมื่อกรดทำปฏิกิริยากับเบส จึงมีการถ่ายโอนโปรตอนระหว่างกรดและเบสนั่นเอง

ปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบส แบ่งออกได้ตามชนิดของปฏิกิริยาดังนี้

            1.ปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่กับเบสแก่ เช่น ปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่ HCl  กับเบสแก่ KOH ได้เกลือ KCl  และน้ำ 

            2.ปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่กับเบสอ่อน เช่น ปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่ HCl  กับเบสอ่อน NH₄OH  ได้เกลือ  NH₄Cl  และน้ำ

            3.ปฏิกิริยาระหว่างกรดอ่อนกับเบสแก่  เช่น ปฏิกิริยาระหว่างกรด CH₃COOH  และเบส NaOH  ได้เกลือโซเดียมแอซิเตต (CH₃COONa)  และน้ำ

           

            4.ปฏิกิริยาระหว่างกรดอ่อนกับเบสอ่อน เช่น ปฏิกิริยาระหว่างกรด HCN  กับเบส NH₄OH ได้เกลือ NH₄CN    และน้ำ

         ปฏิกิริยาระหว่างกรดและเบสในน้ำนี้จะทำให้สารละลายที่ได้แสดงสมบัติเป็นกรด เบส หรือกลางได้ ซึ่งพิจารณาได้เป็น 2 กรณี

            1.ในกรณีกรดและเบสทำปฏิกิริยากันแล้วมีกรดหรือเบสเหลืออยู่ ถ้ามีกรดเหลืออยู่สารละลายแสดงสมบัติเป็นกรด ถ้ามีเบสเหลืออยู่สารละลายก็จะแสดงสมบัติเป็นเบส

            2.ถ้ากรดกับเบสทำปฏิกิริยากันหมดพอดี ได้เกลือกับน้ำ สารละลายของเกลือที่ได้จากปฏิกิริยา จะแสดงสมบัติเป็นกรด เบส หรือกลาง ขึ้นอยู่กับชนิดของเกลือนั้นว่ามาจากกรดและเบสประเภทใด ทั้งนี้เพราะเกลือแต่ละชนิดจะเกิดการแตกตัวและทำปฏิกิริยากับน้ำ เรียกว่า ไฮโดรไลซีส ซึ่งจะทำให้สารละลายแสดงสมบัติกรด-เบสต่างกัน รายละเอียดอยู่ในหัวข้อต่อไป

9.2ปฏิกิริยาของกรดหรือเบสกับสารบางชนิด

กรดนอกจากจะสามารถทำปฏิกิริยาสะเทินกับเบสได้เกลือกับน้ำ แล้วยังสามารถทำปฏิกิริยากับโลหะบางชนิด เช่น Zn,  Fe,  ได้ก๊าซ H₂ และเกลือของโลหะนั้น หรือทำปฏิกิริยากับเกลือคาร์บอนเนต เช่น CaCO₃ , Na₂CO₃ หรือเกลือ NaHCO₃   ได้ก๊าซ CO₂